工程塑料 复习.doc

塑料是“以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成型的材料”，也可以认为是“以树脂为主要成分，含有添加剂、在加工过程中能流动成型的材料”。 树脂就是指还没有跟各种添加剂混合的高聚物。 塑料材料通常由两种基本材料组成：一种是基体材料树脂；另一种是辅助材料助剂。热塑性塑料 指在特定温度下能反复加热软化和冷却硬化的塑料，在软化或熔融状态下可以进行各种成型加工并在软化点下保持一定的形状，在成型加工过程中几乎不发生化学变化。这一类塑料在失去使用价值的时候，可以回收再利用。工程塑料的定义工程塑料是通用工程塑料和特种工程塑料（又称高性能工程塑料和耐热工程塑料）的总称。通常是指 能在较宽温度范围内和较长使用时间，保持优良性能，并能承受机械应力作为结构材料使用的一类塑料。工程塑料除具有通塑料所具有的一般性能外，还具有机械强度高或耐高温、耐腐蚀、耐辐射等特殊性能，可替代金属作某些机械构件。双酚A(bisphenol A)，简称BPA，其学名为2,2-双(4-羟基苯基)丙烷 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane，亦称二酚基丙烷(diphenylolpropane)， 结构式为 双酚A是其商品名称。它通常是由苯酚与丙酮经酸性物质催化缩合而成，是一种重要的化工原料。 聚苯醚于1959年由美国通用电器公司的Allan S. Hay所发明。在纽约州的Selkirk建立了世界上第一家生产聚苯醚的工厂，1964年该公司以注册商标为PPO的商品投入市场，聚苯醚具有优良的物理机械性能及特性，但熔融流动性差，加工困难。为了改善加工性能，该公司于1966年将聚苯醚与聚苯乙烯共混改性获得成功 现在改性聚苯醚的商品都是用高抗冲聚苯乙烯(简称HIPS)共混制成的。改性聚苯醚成型加工性优良，成型收缩率小、尺寸稳定性好、吸水率低、并具有良好的电性能及耐热性能，遇热水不易分解、耐酸碱、密度低，易使用非卤素阻燃剂达到UL阻燃级标准，广泛应用于办公设备、家用电器、电子工业及汽车工业。由于有以上多项优点，改性聚苯醚在80年代发展很快，迅速成为五大工程塑料之一。 w 工程塑料的特点 质量轻 较高的比强度 耐热性高 化学稳定性好 优良的电绝缘性能 优良的耐磨、减磨和自润滑性 良好的异物埋没性和就范性 优良的吸振性、抗冲击性、抗疲劳强度以及消声性，对于运动中的机械零件，可使其达到平稳无声运转。 但工程塑料的力学强度、硬度和耐热性不如金属，力学强度低，拉伸强度约为钢的1/10；一般只能在100度左右工作，少数可达200度，热导率只有钢铁的1/（200300），尺寸稳定性差，膨胀收缩变形较金属大，线膨胀系数约为金属的5倍；耐久性差，长期受重力作用易产生疲劳，在室外长期受紫外线作用，易降低性能。w 工程塑料的分类1. 按化学组成分类，工程塑料可分为聚酰胺（俗称尼龙）、聚酯类（聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸二乙醇酯、聚芳酯、聚苯酯等）、聚醚类（聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮等）、芳杂环聚合物类（聚酰亚胺、聚醚亚胺、聚苯并咪唑等）以及含氟聚合物（聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯等）等。2. 按聚合物的物理状态，工程塑料可分为结晶和无定形两类。通常采用工程塑料的耐热性来分类。一般采用长期连续使用温度（多用美国保险业研究室确定的UL相对温度指数表示），将其划分为两大类：长期使用温度在100150的称通用工程塑料；长期使用温度在150以上的称特种工程塑料，美国亦称高性能塑料（high performance plastics),日本则称超级工程塑料(super engineering plastics)。命名： 聚酰胺是以内酰胺、脂肪羧酸、脂肪胺或芳香族二元酸、芳香族二元胺为原料合成的。通常以聚酰胺分子中重复单元中的碳原子数目来确定其产品名称，通式可写为PAmn。按原料不同分为如下四种情况。（1）由内酰胺开环聚合得到的聚酰胺，简写为PAn，如PA6。（2）由二元胺和二元酸缩合得到的聚合物，简称为PAmn，m为重复单元中二元胺的碳原子数，n为重复单元中二元酸的碳原子数，如PA46。3）用重复的二元胺或二元酸的简称表示。如间苯二胺简称MXDA，用间苯二胺和已二酸合成的聚合物称为尼龙MXD-6 （4）共聚聚酰胺用上述方法命名来组合表示，主要成分在前。 尼龙的性能特点： a) 优良的力学性能。尼龙的机械强度高，韧性好。 b) 自润性、耐摩擦性好。尼龙具有很好的自润性，摩擦系数小，从而，作为传动部件，其使用寿命长。 c) 优良的耐热性。如PA46等同结晶性尼龙的热变形温度很高，可在150 下长期作用。PA66经玻璃纤维增强后，其热变形温度达250以上。 d) 优异的电绝缘性。尼龙的体积电阻很高，耐击穿电压高，是优良的电气、电器绝缘材料。 e) 优良的耐候性。 f) 吸水性。尼龙吸水性大，饱和水可达到3%以上，在一定程度上影响制件的尺寸稳定性。 g) 聚癸二酰癸二胺又名聚酰胺1010，俗称尼龙1010，简称PA1010。聚酰胺1010是我国独创的聚酰胺品种，由上海赛璐珞厂在1958年研制成功。由于聚酰胺1010具有工艺简单、设备无特殊要求、技术容易掌握、产品质量稳定以及综合性能优良等特点，因而发展迅速。聚酰胺1010是一种半透明白色或微黄色坚韧固体，具有聚酰胺的一般共性，对霉菌的作用非常稳定，对光作用很稳定，它还具有优越的延展性， 同时具有优良的常温和低温冲击性能，聚酰胺1010在高于100 长期与氧接触逐渐变黄，机械强度下降，特别是在熔融状态下极易热氧化降解。 尼龙1010是以蓖麻油为主要起始原料，经皂化、酸化得蓖麻油酸，经高温碱化裂解，酸化得癸二酸，再由癸二酸氨化脱水制取癸二腈，经催化加氢合成癸二胺。尼龙1010的缩聚也和尼龙66一样，先将癸二胺和癸二酸中和制成1010盐，然后，再用1010盐的水溶液在一定温度和压力下进行缩聚，经切粒制得尼龙1010树脂。单体浇铸聚酰胺又称MC尼龙。它采用碱催化法使己内酰胺或其他内酰胺单体直接在模具内聚合并凝固成型。单体浇铸聚酰胺最早由美国Polymet 公司于20世纪50年代开发成功并投入生产。国内中国科学院化学研究所是最早进行MC尼龙研究的单位，于1962年研制成功并用于生产。单体浇铸聚酰胺与一般纯聚酰胺相比，其性能特点有：力学性能更好，MC尼龙的分子量比一般尼龙高一倍，约为3.5 万7万，所以强度高，韧性好，抗冲击；具有一定的吸音性；具有良好的回弹性；具有良好的耐磨性和自润滑性；具有与其他材料不粘接的特性；比一般尼龙吸水率低，吸水速度慢，制品的尺寸稳定性优于一般尼龙；生产工艺简单，特别适合制造大型制件和小批量产品。将己内酰胺或其它内酰胺，置于容器中加热，待完全熔融后，加入碱性催化剂，在一定温度下抽真空，待水份脱尽后加入助催化剂，迅速使其均匀并浇铸于已预热的模具中，在常压下即可聚合成型（属阴离子催化聚合反应）收率高，分子量大。聚甲醛综合性能优良、加工方便、用途广泛、而且原料来源充沛，问世以后很快发展成为通用工程塑料的重要品种。其性能特点是：减摩、耐磨、耐疲劳和耐药品性能优异，制品刚性、弹性和尺寸稳定性好。特别适用于制作尺寸要求精密的、配合要求高的零部件。在工程塑料中，适宜用作铜、锌、铝等有色金属的代用品，是汽车和电子电器等工业部门必不可少的重要材料。聚苯醚于1959年由美国通用电器公司的Allan S. Hay所发明。在纽约州的Selkirk建立了世界上第一家生产聚苯醚的工厂，1964年该公司以注册商标为PPO的商品投入市场，聚苯醚具有优良的物理机械性能及特性，但熔融流动性差，加工困难。为了改善加工性能，该公司于1966年将聚苯醚与聚苯乙烯共混改性获得成功，并注册以商标名为Noryl的商品投入市场，从此美国GE公司的改性聚苯醚便加快了发展速度，直至现在该公司的此类产品在世界仍居主导地位，其生产能力占全世界的80以上。 聚苯醚于1959年由美国通用电器公司的Allan S. Hay所发明。在纽约州的Selkirk建立了世界上第一家生产聚苯醚的工厂，1964年该公司以注册商标为PPO的商品投入市场，聚苯醚具有优良的物理机械性能及特性，但熔融流动性差，加工困难。为了改善加工性能，该公司于1966年将聚苯醚与聚苯乙烯共混改性获得成功，并注册以商标名为Noryl的商品投入市场，从此美国GE公司的改性聚苯醚便加快了发展速度，直至现在该公司的此类产品在世界仍居主导地位，其生产能力占全世界的80以上。 国内进行过扩试较好的合成方法有以下几种： (1) 以含水硫化钠(精制工业